最新研究提供了迄今为止大脑中时间细胞

我们人类的大脑具有情节记忆的特殊功能，表达时间的能力是情节记忆的基础，其中，语义信息（“是什么”）与时间信息（“是何时”）精确关联，以创建复杂的、连贯的认知体验。

为什么我们不仅可以记忆是什么的事项信息，还记得是何时的时间信息？但是又、或有的人常常，只记得是什么，却记不得是何时？或只记得是何时，却记不清楚具体是什么了？长期以来，科学家们一直想解开这个奥秘。

在最近一项新的研究中，达拉斯的一个脑科学家团队报告了迄今为止人类大脑中所谓的“时间细胞”（timecell）的第一个有力证据。该最新结果论文，题为：“人的海马和内嗅皮层中的时间细胞支持情景记忆”，发表在最近一期的《美国科学院院报》上。

研究指出，时间细胞为时空环境的表示提供了统一的机制；研究发现将时间细胞激发和时间集群行为的一致性联系在一起，这揭示了人类记忆的核心特征，这一发现进一步在时间单元和位置单元之间建立了可能的联系。

研究表明，时间单元在记忆编码期间表现出θ进动，从而将这种现象与人类记忆联系在一起。时差的时空信息的表示提供神经元级别的数据来补充关于人类局部场电位中的序列学习。

局部场电位，英语：Localfieldpotentials，缩写LFP)，是一类特殊的电生理信号。在生物体内，具有一定体积的生物组织中的树突突触活动会引发电流，当这股电流流经具有一定阻抗的细胞外空间时，就形成了一定的电压分布，在某一点记录到的局部电压值就叫做局部场电位。

纽约大学的神经科学家GyorgyBuzsaki表示：首先要说的是，严格来说，大脑中没有具体的“时间细胞”，没有神经钟，大脑中发生的是神经元响应其他神经元而发生的变化。但是这种神经底层的基础如何代表我们所说的时间流逝的时间细胞是一个有用的概念。

在这项新研究中，研究团队分析了内侧颞区的细胞放电，内侧颞区是大脑深处的区域，对于记忆形成和恢复至关重要。看起来很自然：记忆必须以某种方式“加盖时间戳”，以保持序列或时间顺序的连贯性。

研究小组从正在接受手术监测的27例癫痫患者采集录音，监视几个星期，电极穿过颅骨并植入大脑，了解癫痫发作的起源。距耳朵大约一英寸的内侧颞叶一直受到监视，因为这是癫痫发作的常见来源。

通过让这些患者玩电脑游戏来测试思维和记忆力，而研究人员则观察细胞发射模式的变化。在这个实验中，受试者试图记住单词列表，一次一次，间隔大约一秒。然后，受试者有30秒的时间自由回忆。

研究人员发现，某些特定的神经元会在自由召回期间的特定窗口内触发，从2秒到5秒不等。触发仅与时间有关，与其它任何内容，例如与记忆和检索的单词无关。当这些特定的单元格在一个人的时间点上更精确地发射时，在召回中表现出色，并以与最初出现时的顺序接近的方式记住了单词。

研究人员说：“这些细胞编码与时间有关的信息，而这些信息显然对记忆很重要。”实际上，代表时间的细胞被激发来支持一项活动，在这种情况下，它追踪一定时间间隔的过去，没有固定的节奏或背景，时间信号可根据需要进行设置，没有内部节拍器或时钟，这样的‘时间细胞’支持如此工作”。

也就是说，这样的时间细胞会计时，不时适应大脑的需求。邻近的另一组神经元，科学家称为斜坡细胞（rampingcells），在任务开始时会加速其发射，在任务结束时会减速或衰减，从而消磨时间。论文指出：“由于这些细胞对体验过程中的上下文变化敏感，因此它们可以代表上下文信息的缓慢发展的时间本质。”

研究指出，这种时间细胞和斜坡细胞之间的协调活动本身太基本了，这个机制以秒和分钟为单位计算时间，而不是以天和周为单位。对那些较长时间间隔的感知，似乎更多地取决于填充它们的记忆的数量、内容、以及有助于打动它们的情感。

参考：Timecellsinthehumanhippocampusandentorhinalcortexsupportepisodicmemory.PNAS.

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